氯離子吸附凝膠、其應(yīng)用及其吸附氯離子后的再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及化學(xué)化工物質(zhì)分離技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種氯離子吸附凝膠、其應(yīng)用及 其吸附氯離子后的再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 離子色譜法是一種物理化學(xué)分析方法，不僅可W分析無機(jī)離子，而且還可W分析 有機(jī)離子，是兼有靈敏、快速、選擇性好且能同時(shí)測(cè)定多種離子的先進(jìn)儀器分析方法。但是 利用離子色譜測(cè)定樣品之前首先需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，采用前處理操作出于對(duì)W下兩點(diǎn) 因素的考慮：1、在測(cè)定無機(jī)離子時(shí)，若樣品中含有顆粒物、有機(jī)物等可能會(huì)造成離子色譜的 管路堵塞、壓力過大等問題，尤其是堵塞色譜柱的填料，進(jìn)而影響色譜柱的柱效，縮短色譜 柱的使用壽命；2、若樣品中的待測(cè)離子與干擾離子的電荷數(shù)和離子半徑相近，比如NO2和 C1，運(yùn)意味著N妒和C1兩種離子對(duì)色譜柱的親和力相近，導(dǎo)致兩種離子在色譜柱上的保留 時(shí)間相近，分離困難。由此可見，實(shí)有必要在測(cè)定樣品前對(duì)其進(jìn)行前處理，W除去顆粒物、有 機(jī)物等雜質(zhì)W及與待測(cè)離子出峰時(shí)間相近的干擾離子。
[0003] 面水、海水及食物中含有大量的離子，特別是氯離子（C1 )的含量非常高，利用離 子色譜測(cè)定運(yùn)些樣品中的陰離子如N〇2、N妒和S04 2時(shí)，如果有大量C1的存在，一方面 C1會(huì)對(duì)與其出峰時(shí)間相近的對(duì)NO2產(chǎn)生明顯干擾，另一方面高濃度的C1會(huì)導(dǎo)致離子色譜 對(duì)其他低濃度離子的測(cè)定準(zhǔn)確性降低，運(yùn)些是離子色譜中較常見的問題，因此有必要對(duì)上 述樣品進(jìn)行前處理，除去樣品中的大量氯離子。目前利用離子色譜測(cè)定陰離子時(shí)，去除大量 C1的常用方法有兩種：
[0004] (1)沉淀法。該法是經(jīng)典的分離方法之一，在離子色譜樣品前處理中也有廣泛的 應(yīng)用。目前，離子色譜法分析陰離子時(shí)去掉基體樣品中大量C1最常用的方法是Ag柱法， 即將樣品通過Ag柱，利用大量的C1與Ag+反應(yīng)結(jié)合生成AgCl沉淀，從而消除α-對(duì)檢測(cè) 結(jié)果的干擾。由于沉淀生成在Ag柱內(nèi)，需經(jīng)常清洗，令A(yù)g柱的使用壽命較短；另外，較大量 的重金屬離子，包括Ag+，一旦進(jìn)入陰離子柱也會(huì)污染陰離子柱。雖然市場(chǎng)上有商品化的Ag 柱，但是價(jià)格昂貴，能夠沉淀Cl的量也十分有限，不適用于處理海水、面水等Cl含量很高 的樣品。
[000引 似電滲析法及電解法。該方法采用電解Ag電極的方法來降低海水、面水等樣品 中含量很高的α-濃度。通過恒電流法，WAg電極為陽極，并控制電位，在不帶入其他雜質(zhì) 的前提下可W有效去除海水中過量的C1，同時(shí)又不影響對(duì)N妒-等陰離子的測(cè)定，因此電 解法是去除樣品基體中大量C1的有效方法。但此方法存在的問題是過程復(fù)雜，耗時(shí)較長。 [0006] 基于上述分析可知，現(xiàn)有除去樣品中C1的方法所采用的材料普遍存在去除效率 低、去除效果不佳或材料的洗脫再生效果不佳等問題，實(shí)有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，提供一種對(duì) 氯離子選擇去除性能好、去除率高、工藝簡單、洗脫再生簡單高效且生產(chǎn)成本低的物質(zhì)及應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明人進(jìn)行了潛屯、研究，在付出了大量創(chuàng)造性勞動(dòng)和 經(jīng)過深入實(shí)驗(yàn)探索后，從而完成了本發(fā)明。 陽00引本發(fā)明包括立個(gè)方面，具體如下。
[0009] 第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種氯離子吸附凝膠，所述氯離子吸附凝膠為pTSPA凝 膠，所述pTSPA凝膠采用W下方法制備而成：
[0010] 邊攬拌邊向水中加入TSPA，所述TSPA在水中水解、縮聚，形成凝膠；
[0011] 將所述凝膠陳化；
[0012] 將所述陳化后的凝膠進(jìn)行水洗、干燥、研磨、過篩，再次干燥得到所述pTSPA凝膠。 [001引其中，TSPA是指二（丫-二甲氧基甲娃烷基丙基）胺，TSPA是一種有機(jī)娃偶聯(lián)劑， 能溶于水且在水中能迅速水解縮聚，形成帶有亞氨基功能基團(tuán)的凝膠，
[0014] 運(yùn)種凝膠結(jié)構(gòu)致密且耐鹽性較好。所述TSPA在水中水解的反應(yīng)式為：
[0015]
[0016] 所述TSPA水解后縮聚的反應(yīng)式為：
[0017]
[0018] pTSPA是指聚合TSPA，即聚合二（丫-Ξ甲氧基甲娃烷基丙基）胺。
[0019] 進(jìn)一步地，邊攬拌邊向水中加入所述TSPA時(shí)，所述TSPA與水的重量比為1:6~ 10,所述重量比是指該數(shù)值范圍內(nèi)的任何一個(gè)點(diǎn)值，例如所述重量比為1:6、1:7、1:8、1:9 或 1:10。
[0020] 進(jìn)一步地，所述凝膠陳化的時(shí)間為10-3化，該陳化時(shí)間是指該數(shù)值范圍內(nèi)的任何 一個(gè)點(diǎn)值，例如所述凝膠陳化的時(shí)間為1〇11、15}1、2〇}1、2地、2化或3〇}1。優(yōu)選地，所述凝膠陳 化的時(shí)間為24h。
[0021] 進(jìn)一步地，將陳化后的所述凝膠進(jìn)行過篩時(shí)，所述過篩的篩目為10-100目，該篩 目是指該數(shù)值范圍內(nèi)的任何一個(gè)點(diǎn)值，例如所述過篩的篩目為10目、20目、30目、40目、50 目、60目、70目、80目、90目或100目。
[0022] 優(yōu)選地，所述過篩的篩目為20-60目。
[0023] 第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種上述氯離子吸附凝膠的用途，所述氯離子吸附凝膠 用于除去樣品中的氯離子，所述氯離子吸附凝膠除去樣品中氯離子的方法包括W下步驟：
[0024] 裝柱：將所述氯離子吸附凝膠裝入處理柱中；
[0025] 除氯：將待處理樣品溶液注入到裝有所述氯離子吸附凝膠的處理柱中，接取從所 述處理柱中流出的溶液，得到除去氯離子后的樣品溶液。
[00%] 進(jìn)一步地，在所述裝柱的步驟中，所述氯離子吸附凝膠的加入量為0. 5~50g。該 質(zhì)量范圍包括了其中的任一點(diǎn)值，例如可W為0. 5g、0. 8g、l. 0g、l. 5g、2. 0g、2. 5g、3.Og、 3. 5g、4. 0g、4. 5g、5. 0g、6. 0g、8.Og、lOg、12g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g或 50g?？蒞 理解的是，氯離子吸附凝膠的加入量也可根據(jù)樣品中氯離子含量的高低而視情況添加或減 少。
[0027] 進(jìn)一步地，在所述裝柱的步驟中，所述處理柱的高度為8~40cm、直徑為0. 4~ 1. 5畑1。該高度范圍包括了其中的任一點(diǎn)值，例如可W為8cm、10cm、12cm、15cm、20cm、25cm、 30cm、35cm或40cm，該直徑范圍包括了其中的任一點(diǎn)值，例如可W為0. 4cm、0. 5cm、0. 8cm、 1. 0cm、1. 2cm或 1. 5cm。
[0028] 進(jìn)一步地，在所述除氯的步驟中，用累W0. 5~1. 5血/min的流速將所述待處理 樣品溶液注入到裝有所述氯離子吸附凝膠的處理柱中。該流速范圍包括了其中的任一點(diǎn) 值，例女曰可W為 〇· 5mL/min、0. 7mL/min、0. 8mL/min、0. 9mL/min、l. 0mL/min、l. 2mL/min或 1. 5mL/min。
[0029] 優(yōu)選地，所述累為蠕動(dòng)累。
[0030] 進(jìn)一步地，在所述除氯的步驟中，接取前1~30min的時(shí)間內(nèi)從所述處理柱中流出 的溶液作為除去氯離子后的樣品溶液。該時(shí)間段是W從處理柱中流出第一滴溶液為開始 計(jì)時(shí)的，該時(shí)間段范圍包括了其中的任一點(diǎn)值，例如lmin、2min、5min、8min、lOmin、12min、 15min、20min、25min或 30min。
[0031] 進(jìn)一步地，所述樣品為含有氯離子的無機(jī)離子水溶液、地表水、地下水、含有氯離 子的廢水、海水、面水、含有無機(jī)氯化物的食品或奶粉中的一種或幾種。
[0032] 其中，面水是指鹽類含量大于5%的液態(tài)礦產(chǎn)，在本發(fā)明中主要指鹽湖面水和油氣 田面水。
[0033] 可選地，所述含有無機(jī)氯化物的食品為肉類食品；優(yōu)選地，所述肉類食品為火腿腸 或臘肉。
[0034] 進(jìn)一步地，稱取所述火腿腸的碎末溶于水中，超聲使固相分散、定容、過濾，取過濾 后的溶液離屯、，取離屯、后的上清液為所述待處理樣品溶液。
[0035] 進(jìn)一步地，用水將稱取后所述火腿腸的碎末轉(zhuǎn)移至容量瓶，超聲提取10~40min， 每隔3~8min搖動(dòng)所述容量瓶，保持固相分散。
[0036] 進(jìn)一步地，超聲后，將所述容量瓶置于60~80°C水浴中，放置3~8min后，取出所 述容量瓶放置至室溫，加水稀釋至刻度定容。
[0037] 進(jìn)一步地，定容后的所述容量瓶用濾紙過濾，將過濾后的溶液放置在離屯、機(jī)中，于 15000~20000r/min的轉(zhuǎn)速下冷凍離屯、10~30min。
[0038] 進(jìn)一步地，稱取所述奶粉溶于水中，定容、過濾，取過濾后的溶液為所述待處理樣 品溶液。
[0039] 進(jìn)一步地，用70-80°C的熱水溶解所述奶粉。
[0040] 第Ξ個(gè)方面，本發(fā)明提供一種吸附有氯離子的氯離子吸附凝膠的再生方法，所述 氯離子吸附凝膠為上述的氯離子吸附凝膠，所述再生方法為：首先用堿性水溶液淋洗所述 吸附有氯離子的氯離子吸附凝膠，然后用水將所述氯離子吸附凝膠淋洗至中性。
[0041] 進(jìn)一步地，所述堿性水溶液中堿性物質(zhì)的濃度小于或者等于lOmol/L。
[0042] 進(jìn)一步地，所述堿性物質(zhì)為氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨氧化巧、氨水、碳酸鋼、碳酸鐘、 碳酸氨鋼、碳酸氨鐘、碳酸錠、碳酸氨錠、草酸鋼、草酸鐘、甲酸鋼、甲酸鐘、乙酸鋼、乙酸鐘、 憐酸鋼、憐酸氨二鋼、憐酸鐘、憐酸氨二鐘中的任一種或者幾種的混合物。
[0043] 本發(fā)明的有益效果如下： W44] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，申請(qǐng)人通過大量的實(shí)驗(yàn)和分析檢測(cè)找到了一種氯離子吸 附凝膠一一pTSPA凝膠。該凝膠具有W下幾